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銀河系發現巨大「新星沙漠」 謎團重重

銀河系中某些區域會發出神祕的微波光,天文學家在過去幾十年中一直想弄明白是光芒的來源。圖為哈勃天文望遠鏡拍攝的銀河系圖像(Getty Images)

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【大紀元2016年08月03日訊】(大紀元記者張秉開編譯報導)天文學觀測發現,銀河系中心存在幾乎無新星體的巨大空間,其範圍綿延8000光年之廣,這種情況已經持續數億年之久。但科學家無法解釋其原因。

據《天文學》雜誌(Astronomy)8月2日報導,主持研究的日本東京大學天文學家松永典之(Matsunaga Noriyuki)形容,銀河系中心的空間幾乎是「造父變星沙漠」,其範圍達8000光年之廣。令人驚奇的是,在這樣巨大的空間中,沒有發現新生的造父變星。

科學家之所以選擇造父變星作為研究銀河系的形成和演化的觀察對象,是因為造父變星為銀河系最年輕的恆星之一,年齡為1000萬年至3億年(太陽有46億歲),而且很容易被發現,有利於天文學家估測新生恆星的距離和年齡。

該研究為日本、南非及意大利的科學家合作完成。研究者在發表於《英國皇家天文學會月報》 (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)的報告中描述,為了能夠不受銀河系中塵埃的干擾,很好地觀測造父變星,使用位於南非的近紅外天文望遠鏡。但不幸的是,在銀河系的內部空間幾乎沒有看見造父變星。

松永典之說:「我們以前已經在銀河系最中心的150光年區域看到一些造父變星。但是,我們現在發現『造父變星沙漠』的範圍是從最中心開始,向外延伸8000光年之遙。」

不同光波所見的銀河中心景象對比圖。(ESO/ATLASGAL Consortium/NASA/GLIMPSE Consortium/VVV Survey/ESA/Planck/D. Minniti/S. Guisard/Ignacio Toledo/Martin Kornmesser)
銀河中心不同觀測景象。其中第二張(Spitzer/GLIMPSE/Infrared)顯示,銀河系中心沒有新星的形成。(ESO/ATLASGAL Consortium/NASA/GLIMPSE Consortium/VVV Survey/ESA/Planck/D. Minniti/S. Guisard/Ignacio Toledo/Martin Kornmesser)

原因不明

這說明,銀河系內部包括中心區域的空間沒有新恆星的形成。另據物理學網站phys.org 8月1日報導,意大利羅馬第二大學(University of Rome II)的喬斯潘•波諾(Giuseppe Bono)說:「我們現在的觀測結果說明,在幾億年的時間內,這麼巨大範圍的區域都沒有多少恆星形成。」

有趣的是,射電天文學家也發現同樣的天文現象,從銀河系中心向外的巨大空間內沒有新恆星誕生。參與研究的南非開普敦大學(University of Cape Town)麥克•菲斯特(Michael Feast)說:「我們的結論和最近其它研究正相反。但和射電天文學家的觀測結果相吻合,射電天文學家也沒有在這個空間發現新的恆星。」

天文學家表示,將研究造父變星的運動和化學成分,以便尋找「河心沙漠」的原因。

銀河系中心較厚,周邊較薄。(視頻截圖)
銀河系,中心較厚,周邊較薄。(澳大利亞國立大學視頻截圖)

神秘的銀河中心

近年來,科學家發現銀河系中心出現無法解釋的天文現象。今日天文學網站(astronomynow.com)2015年11月報導,銀河系中存在僅比宇宙年齡小3億年的極其古老星體,且為銀河系中心所產生的「原住民」。

研究者之一、澳洲國立大學(ANU)天文學家路易斯•豪斯(Louise Howes)說:「這些原始星體是宇宙中存活下來的最古老恆星,當然也是我們從未見過的最古老星體。」

豪斯說:「這是個驚人的發現——因為它和我們預測的不一樣。」並表示這些星體沒有像預測的那樣發生超新星爆炸而死亡,反而存活下來,因此研究結果改變了他們對宇宙首批形成星體的認識。

明亮的費米泡

費曼望遠鏡下所見的數據圖像(紅色框為銀河系;黃色圓圈為費米泡)(NASA/DOE/Fermi LAT/D. Finkbeiner et al.)
費曼望遠鏡下所見的數據圖像(紅色框為銀河系;黃色圓圈為費米泡)(NASA/DOE/Fermi LAT/D. Finkbeiner et al.)

美國航空航天局費米伽瑪射線望遠鏡觀察到,銀河系中心以時速320萬公里發出的伽瑪射線,形成長徑約3萬光年的泡狀結構,天文學家將之稱為「費米泡」,推測至少有2百萬年的年齡。

觀測合成圖:銀河系中心的一對「費米泡」(伽瑪射線泡),如太空中兩個異常明亮的燈泡。NASA/Goddard 太空飛行中心)
觀測合成圖:銀河系中心的一對「費米泡」(伽瑪射線泡),如太空中兩個異常明亮的燈泡。(NASA/Goddard 太空飛行中心)

phys.org於2014年8月的報導中說,科學家家尚未找到理論解釋這對費米泡的形成原因。麻省理工卡夫裡天體物理研究所( Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology)的科學家德米特•裡馬里謝夫(Dmitry Malyshev)指出「費米泡」的奇異現象:邊界清晰,像兩個大燈泡被旋擰在銀河系的中心;無法判斷發射強大伽瑪射線的來源;泡的三分之二成分是伽瑪射線。

馬里謝夫說:「有幾個理論模型試圖解釋費米泡,但是都不很好,這些泡泡真是神秘莫測。」#

責任編輯:明書閣

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2016-08-03 9:11 PM
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